钢中非金属夹杂物控制技术发展现状及展望

钢中夹杂物的数量、尺寸、分布规律对钢产品质量有较大影响,因此,控制钢中非金属夹杂物是冶炼高品质洁净钢、提升产品品质的关键。通过对钢中非金属夹杂物性质、来源入手,分析了夹杂物碰撞、聚合长大、上浮及去除机理,同时对气泡吸附、电磁净化、过滤分离等夹杂物控制技术进行了对比分析,并对氧化物冶金技术发展现状进行了介绍。研究表明,气泡法与过滤法是以气泡和过滤器为媒介对钢水中夹杂进行吸附、捕捉并促进其进入渣相;电磁净化法借助电磁场离心力增加夹杂物碰撞、聚集长大的几率,但设备较为复杂,其应用受电力资源供给限制;夹杂物改性技术是将高熔点夹杂变性生成低熔点夹杂,促进夹杂物上浮,其操作简单,但容易造成钢水的二次污染。氧化物冶金技术通过改变夹杂物大小、形状和分布来钉扎和抑制高温下奥氏体晶粒的长大,避免粗大晶粒的形成,从而实现细化组织、提高钢的强度和韧性的目的。氧化物冶金技术为夹杂物的控制提供了新思路,具有重要的应用前景。     

低温条件下55Q轻轨断裂原因分析及生产工艺改进

唐钢中型线在冬季0～20℃低温条件下生产55Q材质轻轨时矫直和加工断裂率高达15%。本文从轻轨轧后冷却速率、化学成分、金相组织、夹杂物等方面进行了分析,确定了轻轨断裂的主要原因为轧后冷却速率过快、化学成分C含量较高、受夹杂物的影响及磕碰损伤。通过在成品轧机与冷床之间的输送窄辊道上安装保温罩、优化55Q化学成分、严格控制夹杂物的数量和等级、对冷床收集槽进行改造等生产工艺改进,轻轨断裂率由15%降低至0.02%以下。     

水口倾角对150 mm x380 mm矩形坯结晶器流场的影响

为减少矩形坯角裂、漏钢等缺陷,提高铸坯质量,进行改变浸入式水口出口倾角角度以优化结晶器流场的研究。通过Fluent软件,对150 mm×380 mm矩形坯结晶器钢液流动和凝固耦合过程进行数值模拟,得出水口倾角（15°~30°）对表面流速、表面湍动能和冲击深度的影响。结果表明,随水口倾角增加,平均表面流速下降,冲击深度增加,有利于稳定液面;但随倾角增加,液面波动小,不利于钢液搅拌和夹杂物去除,下部回旋区过低,坯壳变薄,容易产生漏钢;综合得出,150 mm×380 mm铸坯的水口倾角宜为25°。应用结果得出使用优化水口后,铸坯中夹杂物总数减少36%。     

含硼炉渣对耐火材料的侵蚀

在碳管炉和中频感应炉上进行坩埚实验,研究了含硼炉渣对不同耐火材料的侵蚀.静态坩埚实验结果表明,碳化硅、石英和刚玉耐火材料的平均侵蚀厚度分别为0.52,1.03,1.40mm,刚玉耐火材料侵蚀最为严重,石英耐火材料有一定程度的侵蚀,但相对较轻,碳化硅耐火材料侵蚀很少;公斤级中频炉实验结果表明,含硼炉渣对石英坩埚侵蚀程度大于碳化硅坩埚.分析了直接合金化炼钢时含硼炉渣侵蚀耐火材料的机理,通过相图研究了不同种类的耐火材料抗炉渣侵蚀的能力,渣中配加氧化钙添加剂,可减缓炉渣对耐火材料的侵蚀.     

Cr12N高氮钢冶炼过程中氮的控制

在高温高压反应釜内冶炼Cr12N高氮钢,通过试验发现,在Cr12N的熔炼过程中,随着压力的提高,钢中的氮含量不断增加,钢锭中得到的固相中氮的饱和溶解度和Chipman等人的热力学模型计算得到的氮的饱和溶解度有一定的偏差,为了修正这个偏差,引进了Burton-Prim-Slichter方程,修正后得到液相中氮的饱和溶解度的修正值和计算值吻合得很好。计算了在Cr12N的冶炼过程中,防止气泡析出所需要的最小凝固压力为2.84 MPa,通过试验发现,在高的凝固压力下,钢锭的致密性和缩孔现象得到明显改善。     

增氮模式下HRB400E钒微合金化工艺的开发与应用

本文介绍了一种增氮模式下HRB400E钒微合金化工艺,即在氮氧混吹工艺条件下,通过提高钢水氮含量,提高钒元素的析出强化能力,降低锰、钒合金加入量。根据钢水增氮量、元素屈服贡献值计算,确定了增氮模式下HRB400E微合金化成分模型,优化了冶炼、轧制工艺方案,通过批量试验,对钢水氮含量、屈服强度、金相组织、时效性能等进行验证。结果表明:HRB400E钢水平均氮含量为153×10?6,较常规工艺氮含量增加58×10?6,棒材成分及性能稳定,金相组织正常,Mn含量降低0.05%,V含量降低0.002%,创效额达9元/t。     

高压底吹条件下气泡行为的研究

通过物理模拟对高压底吹条件下气泡行为进行研究,分析了压力、底吹流量对气泡的影响。研究表明,当压力由常压增加到1.5 MPa时,氮气泡直径由7.5 mm减小到2.0 mm,氮气泡数由35个增加到125个;当底吹流量由0.07m3/h增加到0.17 m3/h,常压下气泡的直径由7.1 mm增加到8.5 mm,高压下气泡的直径由2.5 mm增加4.2 mm。底吹流量有利于氮气泡的长大,由于流量过低,不如压力对气泡行为的影响效果显著。